专利名称：一种二羟基笼形倍半硅氧烷单体及其制备方法
技术领域：
本发明属于倍半硅氧烷的制备技术领域，具体涉及一种具有二羟基笼型结构的倍半硅氧烷单体及其制备方法。
背景技术：
多面低聚倍半硅氧烷(POSS)是一类纳米大小(0.5 3nm)、有明确结构的笼型分子，它有一个无机的娃氧芯，周围被8个有机基团取代,分子式可表不为(RSi01.5)8。由于POSS可以在分子水平上通过化学键将有机和无机组分有效地结合在一起，形成分子型杂化复合材料，往往会赋予该材料优良的性能，如具有较高的热稳定性、良好的溶解性和成膜性，以及新颖的功能性等。现今研究大部分集中于八官能度和单官能度基团的P0SS，其主要应用于超支化或者接枝反应对聚合物进行改性。而对双官能度的POSS的研究较少。Shoumingffu 等，Macromolecules，2007，40, 5698-5705 进行了将双官能度 POSS 弓丨入到聚酰亚胺主链中的研究，POSS的引入使其具有了良好的热稳定性，具有良好的断裂伸长率，低吸水率低于耐碱性和耐酸性，以及低的介电常数。现在研究双官能度基团的POSS主要集中在聚酰亚胺的酸酐或者二胺方面，而很少有研究含羟基的双官能度的P0SS。双羟基POSS的成功合成将为合成直链型的聚醚酮、聚醚砜等高性能POSS有机无机杂化聚合物提供了条件。美国材料化学(Chemistry ofMaterials, 2003, 15(1)264-268)报道了用笼裂解方法制备内双氟取代半封闭笼，并将之进一步取代合成双苯胺基半封闭环戊基笼型倍半硅氧烷，从而将笼型倍半硅氧烷结构成功引入聚酞亚胺主链中。由于半封闭笼型倍半硅氧烷在力学性能和热性能上较全封闭笼型倍半硅氧烷有差距，造成所合成的复合材料的热性能提高有限，且该方法由于需要使笼状结构裂解的原因，使得其工艺复杂，操作繁琐，处理的产物也易污染环境。美国国际聚合物(PolymerInternational, 2005, 54(1):47 一 53)报道了含三环氧基的半封闭七环戊基笼型倍半硅氧烷与聚对苯二甲酸乙二酷形成的杂化材料，通过熔融原位聚合，使笼型倍半硅氧烷的环氧基与聚对苯二甲酸乙二醇酷的端轻基反应将笼型倍半硅氧烷引入聚合物主链并使聚合物形成网状结构，但半封闭笼型倍半硅氧烷在力学性能和热性能上较全封闭笼型倍半硅氧烷有差距，限制了笼型倍半硅氧烷/聚合物杂化材料优异性能的体现，且该方法由于笼型倍半硅氧烷与聚对苯二甲酸乙二酷要形成杂化材料的原因，使其工艺复杂，安全性低。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有双官能度的二羟基笼型结构的倍半硅氧烷单体及其制备方法。根据硅氢加成的方法一步 合成2Si_0H，其反应式如下:
权利要求
1.一种二羟基笼形倍半硅氧烷单体，其结构式如下所示:
2.权利要求1所述的一种二羟基笼形倍半硅氧烷单体的制备方法，其特征在于:在氮气保护的容器中加入二硅氢笼形聚倍半硅氧烷单体和丁香酚单体，二硅氢笼形聚倍半硅氧烷单体和丁香酚投料摩尔比为1:2 16，加入甲苯作溶剂，滴加Pt质量百分含量为0.3%的占溶剂体积分数0.1%的卡斯特试剂作为催化剂，升温至65 110°C恒温反应6 36h ;反应体系降至室温后，将反应混合液在80 110°C减压蒸馏，除去未反应的丁香酚；再次降至室温后得到淡黄色固体，即二羟基笼形倍半硅氧烷单体。
3.如权利要求2所述 的一种二羟基笼形倍半硅氧烷单体的制备方法，其特征在于:反应体系中甲苯的质量 为二硅氢笼形聚倍半硅氧烷单体和丁香酚单体质量和的3.3 10倍。
全文摘要
一种二羟基笼形倍半硅氧烷单体及其制备方法，属于倍半硅氧烷的制备技术领域。其是在氮气保护的容器中加入二硅氢笼形聚倍半硅氧烷单体和丁香酚单体，两种单体的投料摩尔比为12～16，加入甲苯作溶剂，滴加Pt质量百分含量为0.3%的占溶剂体积分数0.1%的卡斯特试剂作为催化剂，升温至65～110℃恒温反应6～36h；反应体系降至室温后，将反应混合液在80～110℃减压蒸馏，除去未反应的丁香酚；再次降至室温后得到淡黄色固体，即二羟基笼形倍半硅氧烷单体。本发明克服现有技术操作繁琐、安全性低的缺陷，使工艺简单，对环境无污染。双羟基POSS的合成，具有重要的应用意义，POSS能直接引入到聚合物的直链中。
文档编号C07F7/21GK103204872SQ201310140789
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月14日 优先权日2013年4月14日
发明者牟建新, 张卫海, 许玖多, 王岩, 姜振华 申请人:吉林大学